軟件工程專業面向對象程序設計課程教學改革

周燕琴 呂緒洋

摘要：針對軟件工程專業本科學習JAVA語言面向對象程序設計課程教學中存在的問題進行分析總結，文章主要從課程教材選擇、理論教學方式、實驗設計方法、考核模式等方面提出相應的改革措施，結合當前社會需求切實做到以“學生為中心，教師為輔”培養學生的創新能力和程序設計的實踐能力。

關鍵詞：軟件工程;JAVA;OOP;教學改革

中圖分類號：G642 ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）17-0165-02

Abstract： This paper analyzes and summarizes the problems existing in the teaching of JAVA language object-oriented programming for software engineering undergraduates， mainly puts forward the corresponding reform measures from the aspects of course material selection， theoretical teaching method， experimental design method and assessment mode. ?According to the current social needs to effectively achieve the "student-centered， teacher-assisted" to cultivate students' innovative ability and practical ability of program design.

Key words： software engineering; JAVA; OOP;teaching reform

隨著軟件產業界對象技術產品近年與日俱增，越來越多的人才加入軟件開發行業，社會市場迫切需要大量軟件工程方向人才，這需求要求在校專業學習一定要與時代發展相同步。面向對象編程思想是軟件工程專業學生必須掌握的核心課程內容。在面向對象程序設計課程教學過程中，如何讓學生學習完該課程后能夠充分掌握面向對象編程思想和方法，并能針對某一實際問題用所學的方法和技能實現程序設計是當前面向對象程序設計課程教學所面臨的迫切需要解決的問題。結合自身的從事該課程教學經歷及其改革實際，從教和學兩方面進行分析梳理提出改進措施。

1 教學改革背景

本校是普通二本師范類院校，位于廣東省廣州市，學校樹立“教學以學生為本”理念，創新人才培養模式。同時為地方培養輸送計算機專業應用型人才。《面向對象程序設計》是軟件工程專業的專業教育必修課程，是一門綜合性、實踐性很強的工程技術課，有效地掌握面向對象技術與方法是軟件產業對每一位軟件從業人員的基本要求，并在大一下學期為軟件工程專業開設JAVA語言面向對象程序設計課程。教師授課方式多采用理論教學和上機實驗操作相結合教學方法。通常在理論教學課上，教師會將課程中各種語法、各種概念性知識講解清楚，將教學的重點偏移語法規則和語言的使用上，而忽略了利用面向對象思維來分析問題和解決實際問題的能力的培養。不少學生學了本課程后反饋除了能夠看懂課堂教學中使用過的問題實例，知道面向對象的概念和JAVA語言語法知識，但不能很好地理解面向對象思想，更不懂得如何組織程序代碼、如何進行面向對象的建模。所以，結束了該課程后不能運用面向對象解決實際問題。我院一直倡導并推行教學改革，當前正全面推行基于小班規模、網絡平臺的，以啟發式、探究式、案例式、問題式為導向的教學模式創新。旨在實現教學內容從“知識傳授”向“知識獲取”轉變，教學目標從“知識為本”向“能力為本”轉變[1]。近幾年，筆者一直從事面向對象程序設計課程教學，結合教學經歷對“面向對象程序設計”課程進行現狀分析及教學改革探索，提出幾點個人思考。

2教學中存在的問題

（1）理論教學存在問題，市面上JAVA語言程序設計教材鋪天蓋地，都有重語法的特點，正是因為這一點，教師在進行課程講解時，很容易將課程當作計算機語言課來講授，大部分的課時都在講解JAVA語法規則和如何使用語言，忽略了圍繞面向對象思維和方法進行程序設計。學生也不能順利地建立理論基礎，學習上產生畏難心理對課程失去興趣。

（2）實驗設計存在問題。實踐環節在程序設計類課程占據比較重要的地位，我系目前采用的實驗教學方式：實驗預習+上機完成實驗項目。這種實驗教學存在設計不科學：首先，實驗預習過于形式化，不能完全檢驗學生是否有認真完成實驗前的預習。其次，大多數實驗題目是針對某一知識點而設計，內容較單一、整體性差，缺乏吸引力，難以滿足不同學生的需求，無法激發學生興趣和培養學生創新能力。最后，由于上機時班級學生較多，舉手提問人次多，而實驗指導教師能夠提供指導時間和次數有限，當疑惑不能及時得到解決，學生學習自信心受到打擊，影響后續課程的學習，甚至放棄學習。

（3）教學方式和手段存在問題。在理論教學中主要采用PPT播放課件+Eclipece集成開發環境+電教控制平臺共同構建教學環境。用PPT教學課件輔助教學能夠包含更多的課堂內容和增加信息量，但根據課程需求需來回切換屏幕。因此，有部分學生反應教師上課速度快，內容來不及理解，然后又跳到另一個平臺，造成學生在一些關鍵知識點上學生處于暈頭轉向的狀態，沒有足夠的時間理解。課堂教學手段過多地使用信息化會弱化推理思維呈現的完整性，學生很難理解程序是如何演進。

3教學改革舉措

為提高程序設計課程教學質量，且有效促進學生學習編程能力和創新思維能力，下面借鑒相關教學改革經歷和對面向對象程序設計課程教學個人思考，就該課程如何開展教學改革進行探討。

首先應從選擇教材開始，市面上眾多面向對象程序設計教材，在教學實踐中認識到教材對教學有著巨大的影響，教材選擇對教學活動的效度起著至關重要的作用。筆者認為應該對教學對象有充分的分析，因課程面向軟件工程專業大一新學生開設，所以考慮到一是新生、二是軟件工程專業這兩大特點，大一新生從有老師嚴格監督下緊張學習環境進入管理和約束驟減寬松的大學生活，大部分學生處于一種懵懂、迷茫的狀態，這需要有專業教師給予有效的引導和答疑解惑的人。軟件工程專業是一門新興工程性計算機技術專業，中學時代學生鮮有接觸，進入大學后可能很難適應由“自然語言”到“機器語言”的轉變。

綜合上述分析，我系組織專業教師精心挑選符合學生實際教材，遴選清華大學出版深澤剛主編《JAVA語言程序設計》微課版[2]，該本教材優點在于每一章節都制作了微視頻可以掃碼自主學習，視頻里展示了程序演進的完成過程，幫助學生建立邏輯推理思維。微視頻可供學生課前觀看作為預習、課堂有不理解課后繼續學習、便于反復鞏固復習，作為課堂教學的輔助工具，也能減輕教師的教學工作負擔。我系經研究決定對軟件工程專業四年制學習實行“班主任+導師”制度。這些舉措對提高學生的學習能力和效率有著很好的促進作用。

其次，實驗教學設計方面，一方面在理論教學過程中我們會發現如果純講理論概念知識，教學氛圍枯燥乏味，顯然教學效果欠佳，因此，我系采用前期理論課程中預留一部分時間做驗證型實驗案例講解和練習幫助學生理解相關概念，同時充實了課堂活動。

另一方面在設計實驗項目上加強針對性和趣味性，采用項目導入任務驅動方式，將一個完整大項目分成四個階段完成，比如最后要完成一個學生學籍管理系統，第一個階段完成實驗一，要求完成學生類的聲明、定義、使用，學生對象的實例化方法，構造函數、成員函數的編寫方法，調試運行程序方法。第二個階段完成實驗二，要求完成實驗一的基礎上增加實現學生類的封裝編程方法、實現函數重載的方法、利用面向對象編程方法初步實現學生學籍管理方法。每一實驗都是在前一個實驗基礎上添加功能，最終實現“學生學籍管理系統”程序設計、代碼調試與測試等完整系統項目。實驗教學安排16課時作為上機實驗，具體做法：會提前下發實驗要求，便于學生提前做好實驗預習工作，節省實驗用時，盡可能在實驗課上解決實驗疑問。采用將具體項目導入課程教學內容，達到實現教學目標，以“學生主體，教師主導”，用明確的任務驅動學生完成實踐操作，項目導入任務驅動教學方式可培養學生專業素養和提高實踐編程技能。我系在每學期期末為面相對象程序設計類課程設有32課時的課程設計，單獨成立一門程序設計類課程，要求學生利用面向對象的方法設計一個與現實生活緊密聯系的系統，可以自由組隊以項目團隊合作形式完成，要求《面向對象課程設計》設計報告格式參照學校畢業論文規范寫作。激發學生的興趣和主動性，培養學生的團隊協作精神和解決實際問題的能力，學生能提前了解畢業論文的寫作規范。

最后，教學方式和考核形式改革，一方面，采用教師講授+上機示范操作相結合的教學方式，在講解子模塊知識內容時現場編輯源代碼、編譯、調試代碼方式、運行、測試演示給學生看，這樣做學生能夠更直觀的領悟知識要點，從而消除學生對代碼的“畏難”心理。另一方面，每周對學生做一次學習調查問卷，適當的調整教學方式，充分體現“以學生為主，教師為輔”，給學生盡可能提供一些實踐機會，讓更多的學生參與課堂活動，比如互換角色，由教師布置任務，學生以小組形式提前做好準備，課堂上一位同學負責主講，其他隊員補充。教師聽，做最后點評和補充。這種簡單的課堂翻轉教學模式可培養學生自學能力且利于個性化發展。為了體現全面綜合評價學生，必須對課程考核形式及成績評定進行相應的改革[3]，提出以下成績評定公式總成績=平時考核占比20%，+實驗考核30%+期末考試50%，平時考核評價方式由考勤10%和（課堂表現+課后作業兩方面）20%，實驗考核評價方式是四次上機操作實驗完成得分均值，期末考核評價方式以筆試考試形式考查對理論知識的掌握程度。

4總結

面向軟件工程專業的JAVA語言程序設計課程改革充分考慮了工科專業的特點，教學切實做到以“學生為中心，教師為輔”的培養學生的創新意識和動手實踐能力。通過面向對象程序設計的教學改革，一方面提高了教師教學水平，另一方面表現在學生期末通過率比改革前高可達到96.8%，并在2018年、2019年全國數學建模比賽、全國藍橋杯等計算機技能競賽獲得優異的成績。兩年的實踐證明了該課程改革方案在軟件工程專業人才培養中的可行性和有效性。為后續更好的學習面向對象編程等相關技術乃至就業打下一個良好的基礎。對于該課程教學改革將繼續與時俱進不斷改革創新進行探索。

參考文獻：

[1] 姜峰，湯偉，賴俊.基于能力培養的面向對象程序設計課程教學改革探索[J].計算機工程與科學， 2014（4）：126-130.

[2] 深澤剛.Java語言程序設計（第三版）[M].清華大學出版社，2018.

[3] 孫杰，秦建勇，樊春年，等.面向工科專業的C語言程序設計課程教學改革探索[J].計算機教育，2016（11）：73-75.

【通聯編輯：王力】